[Exp2025]GPhysスクリプト課題

[スケジュール表・各回資料(09/19)]

• 提出期限: ??/?? (??) 23:59
• 修正期限: ??/?? (??) 17:00

レポートの作成方法

• 簡単なレポートの書き方指南 を良く読みましょう.
• レポートの一番上に以下のことを必ず明記してください.
  • タイトル (例: ITPASS 実習レポート1)
  • 名前
    • 学籍番号は書かないでください.
  • 担当情報実験機名 (例: joho01)
• レポートのテンプレート を置いてあります. 自由に使ってもらってかまいません.
• 問題を全て解けるのが理想ですが, 解けない場合は, 未完成のスクリプトを提出し, どこまでできて, 何につまづいたかを詳しく解説してください. 問題そのものができていなくても, きちんとした解説があるレポートには高い評価を与えます.
• 自力で頑張っても分からない場合は, 他の人が提出したレポート (実習のメーリングリストに投げられたレポート提出報告メールに 書かれている (はずの) URL から見られます) を参考にすることを推奨します. その場合, 参考にしたレポートを参考資料に挙げるようにしてください. また, 丸写しにするのではなく, 自分なりの改良も加えましょう.
• 2009 年のレポート課題, 2010 年のレポート課題, 2011 年のレポート課題, 2012 年のレポート課題, 2013 年のレポート課題, 2014 年のレポート課題, 2015 年のレポート課題, 2016 年のレポート課題, 2017 年のレポート課題, 2018 年のレポート課題, 2019 年のレポート課題, 2020 年のレポート課題, 2021 年のレポート課題, 2022 年のレポート課題, 2023 年のレポート課題, 2024 年のレポート課題 も参考にしてみてください.

レポートの提出方法

ファイルを置く

ITPASS サーバ (ika-itpass) の ~/public_html/report01/ 以下に置いてください. 置き場所となるディレクトリは必要に応じて自分で作ってください.

各ファイルの置き方は以下のようにしてください.

今回のレポートはすべて BEEF+Venture を通じて提出してください.

~/public_html/report01/results/ 以下に置く.
ただし, どこからどうやって入手したかはレポート本文に明記しておきましょう.

• スクリプトは ...
• 結果として出力されたファイルは ...
• 注意: 問題として配布するデータファイルは置かなくても結構です. ただし, どこからどうやって入手したかはレポート本文に明記しておきましょう.

例えば, ITPASS サーバ (ika-itpass) では, ~/public_html/report01/index.html に対応する URL は

内容を確認した後, 修正すべき点があればその旨を連絡します. 修正完了後, 再度メールで報告してください. こちらから, レポート提出完了のメールが送られた時点で レポートを提出したことになります.

注意

再解析データはデータ容量が大きいことがあるので, スクリプトの作成と実行は必ず自分の担当する実験実習機で行ってください.

問題 1

• 　以下の 5 つの課題の中から一つ選んでください.
• マッデン・ジュリアン振動 (MJO)
  • 描画する図
    • インド洋の西側から太平洋西側における赤道域の降水量の時系列分布を描画しましょう.
    • 降水量のピークはどのように移動するかを確認しましょう.
    • 赤道域の範囲を変化させるとどうなるでしょうか.
  • 現象の説明
    • マッデン・ジュリアン振動は, インド洋の西側から太平洋西側における赤道域の降水量が 30 -60 日でピークを交代する現象です. ラニーニャ・エルニーニョ現象, 成層圏準 2 年周期振動などに代表されるテレコネクションの一種です.
  • 使用データ
    • 降水量 : <URL:https://downloads.psl.noaa.gov//Datasets/ncep.reanalysis/Dailies/surface/pr_wtr.eatm.2022.nc>
    • /Datasets/ncep.reanalysis/Dailies/surface/pr_wtr.eatm.2022.nc 以外にも他の年をみてみるのもよいでしょう.
• 2024 年 9 月の低気圧と前線による大雨
  • 描画する図
    • 2024 年 9 月 20 日から 2024 年 9 月 22 日にかけての 1 時間ごとの日本における南北風と気圧の画像を, 縦軸を緯度, 横軸を経度として作成しましょう. また, 南北風はカラートーン, 気圧はコンターで描画しましょう.
      • 気象庁が発表している天気図と描画した図の前線の位置を比較しましょう. また, 数枚の画像を並べて前線がどのように移動していくかを考察しましょう.
  • 現象の説明
    • 2024年 9 月 20 日から 9 月 22 日に東北から関西にかけての広い範囲で雷を伴った大雨が観測されました. 21 日には石川県で線状降水帯が観測され, 1 時間降水量や 3 時間降水量などが観測史上 1 位の値を更新しました. 総降水量は, 平年の 9 月の月降水量の 2 倍を上回った所があるなど, 北陸地方や東北地方の日本海側では記録的な大雨となりました.
  • 使用データファイルの候補
    • この問題では例外的に NCEP/NCAR Reanalysis データを使わず, 気象庁メソスケールモデル (MSM) を用いて作成された GPV (Grid Point Value) データ (こちら) を用います.
    • 南北風, 気圧:
      • 0920: <URL:https://database.rish.kyoto-u.ac.jp/arch/jmadata/data/gpv/netcdf/MSM-S/2024/0920.nc>
      • 0921: <URL:https://database.rish.kyoto-u.ac.jp/arch/jmadata/data/gpv/netcdf/MSM-S/2024/0921.nc>
      • 0922: <URL:https://database.rish.kyoto-u.ac.jp/arch/jmadata/data/gpv/netcdf/MSM-S/2024/0922.nc >
    • ファイルには, 大気温度, 東西風, 南北風などの値が保存されています. データの詳細はメタデータを確認しましょう.
• 2024 年台風 11 号の構造
  • 描画する図
    • 2024 年 9 月 1 日から 2024 年 9 月 10 日にかけての 6 時間ごとの気圧, 東西風, 南北風を縦軸を赤道から北緯 40°, 横軸を東経 80 ° から 130° として動画を作成しましょう. また, 気圧はカラートーン, 東西風と南北風は適当な高度でベクトルを用いて描画しましょう.
      • 描画した台風の気圧・風変化から, この台風の衰退の特徴を確認しましょう.
  • 現象の説明
    • 令和 6 年台風第 11 号は 2024 年 8 月 31 日に発生し, フィリピン東部を通過. 最大風速約 40 m/s, 中心気圧約 960 hPa を記録. ルソン島北部で最大総降水量 250 mm, 最大 1 時間雨量 70 mm を観測し, 土砂災害や洪水を引き起しました.
  • 使用データファイルの候補
    • 気圧: <URL:https://downloads.psl.noaa.gov//Datasets/ncep.reanalysis/surface/slp.2024.nc>
    • 東西風: <URL:https://downloads.psl.noaa.gov/Datasets/ncep.reanalysis/pressure/uwnd.2024.nc>
    • 南北風: <URL:https://downloads.psl.noaa.gov/Datasets/ncep.reanalysis/pressure/vwnd.2024.nc>
• 2018 年のラニーニャ現象とエルニーニョ現象
  • 描画する図
    • 2017 年 8 月から 2019 年 7 月まで, 各月の平均地表面温度と気候値の差を, 北緯 30° から南緯 30°, 東経 120° から 西経 60° の範囲で, カラートーンを用いて描画し, 動画を作成しましょう.
      • 描画した気候値からの差を見て, ラニーニャ現象とエルニーニョ現象の発生を確認しましょう.
  • 現象の説明
    • 2017 年秋から2018 年春にかけてラニーニャ現象 (月平均最大 -1.3℃) が, 2018 年秋から 2019 年春にかけてエルニーニョ現象 (月平均最大 +1.1℃) が発生した. このエルニーニョ現象により, 日本列島近海では熱帯低気圧が頻発した.
  • 使用データファイルの候補
    • 地表面温度 : <URL:https://psl.noaa.gov/thredds/fileServer/Datasets/ncep.reanalysis/Monthlies/surface/air.sig995.mon.mean.nc>
    • 気候値 : <URL:https://psl.noaa.gov/thredds/fileServer/Datasets/ncep.reanalysis/Monthlies/surface/air.sig995.mon.ltm.1991-2020.nc>
• 2014 年 2 月上旬に発生した大雪について
  • 現象の説明
    • 2014 年 2 月 14 日前後に日本各地において歴史的な降雪が発生した. 特に南関東を含む太平洋側にも雪が降り, 多大な被害をもたらした. この大雪と時期を同じくして, イギリスでの大雨や, アメリカの寒波も発生しており, 当時は 30 年に 1 度の異常気象として報じられた.
    • 日本付近では 2 月上旬から, 上空ではとても強い寒波が流れ込んでいた.そのため, 降雪が生じるとされる目安である, 上空 1500m での気温が気温 -1 ~ -3 度を大きく下回り, 関東上空でも -6 度まで冷え込んでいた.
    • また太平洋側では急速に南岸低気圧が発達したことにより, 東日本を中心として広い範囲に大雪となった.
  • 描画する図
    • 以下から一つ以上選んで描画し考察してください.
      • 2014 年と気候値 (過去 30 年平均) の 2 月 14 日の 1000 hPa 面における気圧の図
      • 日本周辺の上空 1000 hPa 面における気圧の描画をしてください. 降雪が生じていたとされる日について, どのような気圧の特徴があるのかを考察してください.
    • 2014 年と気候値 (過去 30 年平均) の 2 月 14 日の 850 hPa 面における気温の図
      • 日本周辺の上空 850 hPa 面における気温の描画をしてください. 降雪が生じていたとされる日について, どのような気温の特徴があるのかを考察してください.
    • 2014 年と気候値 (過去 30 年平均) の 2 月 14 日の 500 hPa 面における, 気温の図
      • 日本周辺の上空 500 hPa 面における気温の描画をしてください. 降雪が生じていたとされる日について, どのような気温の特徴があるのかを考察してください.
  • 使用データ例
    • 適切に選択してください.
    • air
      • /Datasets/ncep.reanalysis/pressure/air.2014.nc
    • pres
      • /Datasets/ncep.reanalysis/surface/pres.sfc.2014.nc
    • long time mean air
      • /Datasets/ncep.reanalysis/Monthlies/pressure/air.day.ltm.1991-2020.nc
  • 参考資料
    • https://www.mri-jma.go.jp/Dep/typ/araki/snow/20150810Kato.pdf (2025 年 8 月 7 日閲覧)

レポートに書く内容

レポート内には以下を記述してください.

• どの図を描画するスクリプトを作成したのか

• スクリプトファイル quiz1.rb.txt へのリンク

  上記で作成した quiz1.rb を quiz1.rb.txt という名前に変更してください. ブラウザ上から読めるようにするためです.

• スクリプトの解説

  スクリプト内の各行が何をしているのか, スクリプト内にコメント文として書く.

• 描画に使用するデータファイルへのリンク

  リンク先はダウンロード元の URL を記してください.

• スクリプトの使い方の解説

  これをもとに TA が実際にテストします.　 実行する際のスクリプト, データの置き場を明示してください.

• 作成した動画ファイル (result1.gif) へのリンク

• 作成した図から読み取れること

  自分で作成した図から読み取れることを説明してください. 必要に応じて参考文献, 参考ウェブページを引用しても構いません. その際には下の「参考資料」の欄に記入してください.

• 参考資料

  URL をベタ書きにするのではなく, そのページの作者やタイトル, および何を参考にしたのかも明記する.

• 共同作業した人の名前
• 工夫したこと, 感想など

問題 2

• 興味のある現象を 1 つ選び, GPhys を用いて描画し, 考察してください.
  • 取り組む課題は課題 1 の中から選んでもかまいません.

レポートに書く内容

レポート内には以下を記述してください. ただしリンクを貼る際は相対パスで指定するようにしてください.

• スクリプトファイル quiz2.rb.txt へのリンク

  上記で作成した quiz2.rb を quiz2.rb.txt という名前に変更してください. ブラウザ上から読めるようにするためです.

• スクリプトの解説

  スクリプト内の各行が何をしているのか, スクリプト内にコメント文として書く.

• 描画に使用するデータファイルへのリンク

  リンク先はダウンロード元の URL を記してください.

• スクリプトの使い方の解説

  これをもとに TA が実際にテストします.　 実行する際のスクリプト, データの置き場を明示してください.

• 作成した図 (動画ファイル) (result2-1.png, result2-2.png, ... 等) へのリンク

• 作成した図の説明

  自分で作成した図が何の図なのかを説明してください.

  図を説明するには, 「いつ」「どこ」「物理量」「平均方法 (瞬間値? 平均値?)」「図の軸」のような情報が必要です. 例えば, 下のような記述になるでしょう.

  • 2000 年 10 月 1 日 0 UT の 200 hPa 気圧面における東西風の瞬間値です.
  • 2000 年 10 月の 500 hPa 気圧面における温度の 1 カ月平均値です.
  • 2000 年の緯度 45°における海面更生気圧の経度分布の時間変化です.

• 作成した図から読み取れること

  自分で作成した図から読み取れることを説明してください. 必要に応じて参考文献, 参考ウェブページを引用しても構いません. その際には下の「参考資料」の欄に記入してください.

• 参考資料

  URL をベタ書きにするのではなく, そのページの作者やタイトル, および何を参考にしたのかも明記する.

• 共同作業した人の名前
• 工夫したこと, 感想など

作成する図の候補

作成する図はそれぞれの興味に従って選んで構いません. もし思いつくことがない人は下の項目を参考にするとよいでしょう.

• 東西平均温度/東西風/比湿の緯度-圧力分布 (の季節変化の動画)
• 神戸市 (に最も近い点) における地表 (1000 hPa における) 温度/気圧の時間変化
• 神戸市 (に最も近い点) における温度/東西風/南北風の時間-圧力分布
• YYYY 年 MM 月に発生した台風の温度/風速/比湿分布 (の動画)